(57)【要約】【課題】放散ワイヤの破損を防止することができる傘型の電荷放散器を備えた防雷設備を提供する。【解決手段】電荷放散器１０Ａを接地導線４を介して地面に接地する防雷設備において、電荷放散器１０Ａは、地面または建築物に立てた金属柱の先端から傘形状に延びる複数のアーム１２と、各アーム１２を横断するように渦巻状に配置した放散ワイヤ１３と、隣り合うアーム１２間に設けられ、放散ワイヤ１３を横断するように配置した線材１４と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面または構造物に設置され、導線を介して接地される電荷放散器を備えた防雷設備において、
前記電荷放散器は、
前記地面または前記構造物に立てた柱の先端から傘形状に延びる複数のアームと、
前記各アームを横断するように渦巻状または略同心円状に配置した放散ワイヤと、
隣り合う前記アーム間に設けられ、前記放散ワイヤを横断するように配置した線材と、を備えることを特徴とする防雷設備。
【請求項２】
前記線材は、前記放散ワイヤに平行な水平部と、前記放散ワイヤに直交する垂直部とが交互に形成されるジグザグ形状であることを特徴とする請求項１に記載の防雷設備。
【請求項３】
前記線材は、放散ワイヤであることを特徴とする請求項１に記載の防雷設備。
【請求項４】
前記放散ワイヤは、Ｖ字状の突出部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の防雷設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中にイオンを放散して空中電界を緩和し、建築物等を落雷から保護する防雷設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電した雷雲の接近により雷雲と地面との間に電界が形成され、その電界強度が高まっていくと、ついには大気絶縁の破壊に至り、雷雲と大地の間に放電が起こる。これが落雷である。この落雷から保護しようとする建築物またはその周辺に、電荷放散器を備えた防雷設備を設けて、雷雲下部と逆の極性の電荷（イオン）を上空に放散することにより建築物上空の電界を緩和して落雷の発生を遅らせる防雷設備が知られている。
【０００３】
従来の電荷放散器を備えた防雷設備としては、この種の電荷放散器には短い金属線を一定間隔で長い別の金属線に固定したもの（以下、放散ワイヤと呼ぶ）が使われている。このような防雷設備は、放散ワイヤを落雷から保護しようとする建築物の屋上に配置し、かつ、その放散ワイヤを接地導線により接地することにより落雷から建築物を保護するものである。
【０００４】
ところで、電荷放散器を建築物に設置する従来の方法は、建築物などの最上部に取付用ブラケットを介して設置するが、鉄塔など最上部の面積が小さい場所では、必要数量の放散ワイヤを設置することができなかった。そこで、設置面積の小さい場所に設置できるようにした防雷設備として、特許文献１に記載のように、傘型の電荷放散器を備えたものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５０４３５２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の傘型の電荷放散器を備えた防雷設備は、屋外に設置するものであるため、風、着氷や着雪などによって起こる自励振動などにより放散ワイヤが破損するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、放散ワイヤの破損を防止することができる傘型の電荷放散器を備えた防雷設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電荷放散器を導線を介して地面に接地する防雷設備において、前記電荷放散器は、前記地面または建築物に立てた柱の先端から傘形状に延びる複数のアームと、前記各アームを横断するように渦巻状または略同心円状に配置した放散ワイヤと、隣り合う前記アーム間に設けられ、前記放散ワイヤを横断するように配置した線材と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放散ワイヤの破損を防止することができる傘型の電荷放散器を備えた防雷設備を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は地面に立てた金属柱に電荷放散器を設置した防雷設備を示す概略図、（ｂ）は建築物に立てた金属柱に電荷放散器を設置した防雷設備を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係る防雷設備に備えられた電荷放散器の外観を示す一部省略斜視図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態に係る電荷放散器における放散ワイヤと線材との接合部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】第１実施形態に係る電荷放散器における放散ワイヤと線材との接合部の変形例を示す平面図である。
【図５】第１実施形態に係る電荷放散器の放散ワイヤの変形例を示す概略図である。
【図６】第２実施形態に係る防雷設備に備えられた電荷放散器の外観を示す一部斜視図である。
【図７】（ａ）は第２実施形態に係る電荷放散器の放散ワイヤと線材との接合部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】第２実施形態に係る電荷放散器の線材の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態に係る防雷設備１について図面を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る防雷設備１は、金属柱２（柱）、接地導線４（導線）、接地部５、電荷放散器１０（１０Ａ，１０Ｂ）を備えて構成されている。この電荷放散器１０（イオン放散器またはイオナイザともいう）は、地面に立てた金属柱２の先端に固定され、接地導線４（導線）を介して地面に設けられた接地部５と接続されている。また、防雷設備１は、図１（ｂ）に示すように、建築物３に立てた金属柱２（柱）の先端に電荷放散器１０を設ける構成としてもよい。
【００１２】
（第１実施形態）
図２に示すように、第１実施形態に係る電荷放散器１０Ａは、傘形状を呈するものであり、支柱１１（柱）に固定された８本のアーム１２と、放散ワイヤ１３と、線材１４とを備えている。なお、アーム１２の本数は、８本に限定されるものではなく、７本以下であっても、９本以上であってもよい。なお、図２は、放散ワイヤ１３の図示を一部省略している。
【００１３】
支柱１１は、鉛直方向に延びる円柱状の支持部１１ａと、この支持部１１ａの上端に固定されるリング部１１ｂと、を有している。支持部１１ａの下端部は、金属柱２（図１参照）の上端部に固定されている。リング部１１ｂは、８角柱の筒状に形成され、その外面に前記アーム１２が固定される。なお、支持部１１ａおよびリング部１１ｂは、例えば、ステンレス製のもので形成されている。
【００１４】
アーム１２は、ステンレスなどの導電性を有する材料で形成され、リング部１１ｂの外面から湾曲しながら降下するように傘形状を呈するように延びて形成されている。また、各アーム１２は、等間隔となるように配置されている。なお、アーム１２は、強度を確保するために複数の鋼材が組み合わされた構造を有している。また、図２では、アーム１２の表側の部分を太い実線で示し、内側の部分を細い実線で示している。また、図示していないが、隣り合うアーム１２間を剛性を有する金属製の部材（例えば、棒状のもの）で接続するようにしてもよい。
【００１５】
放散ワイヤ１３は、ステンレス製の金属線からなるワイヤ部１３ａに複数の突針部１３ｂ（突出部）が等間隔に形成されたものである。突針部１３ｂは、Ｖ字形状を呈し、Ｖ字形状の屈曲部分（鋭角部分）がワイヤ部１３ａに固定され、それぞれの自由端が略上向きとなるように配置されている。なお、ワイヤ部１３ａと突針部１３ｂとは、レーザー溶接などによって互いに固定されている。
【００１６】
また、放散ワイヤ１３は、各アーム１２を横断するように配置され、かつ、渦巻き形状を呈するように配置されている。また、放散ワイヤ１３は、隣り合うアーム１２間において、上下に位置する放散ワイヤ１３の間隔Ｓ（図２参照）がほぼ等間隔になるように構成されている。また、放散ワイヤ１３は、接地導線４（図１参照）と複数個所（単一箇所であってもよい）において接続されている。
【００１７】
なお、本実施形態では、１本の放散ワイヤ１３によって、渦巻き形状を呈するように配置した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、複数本の放散ワイヤを用いて、略同心円状に等間隔に配置するものであってもよい。なお、アーム１２と放散ワイヤ１３とが交差する部分は、溶接または所定の金具などによって固定されている。また、本実施形態では、リング部１１ｂの上部においても、放散部１３ｓが配置されている。このように放散部１３ｓによって放電させる領域を増やすことにより、放電効果を高めることができる。
【００１８】
線材１４は、例えばステンレスなどの材料で形成され、間隔を置いて配置された放散ワイヤ１３を横断するように配置されている。また、線材１４は、隣り合うアーム１２とアーム１２とのほぼ中間に位置するように配置されている。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、線材１４は、放散ワイヤ１３のワイヤ部１３ａに平行な水平部１４ａと、ワイヤ部１３ａに垂直な垂直部１４ｂと、が交互に配置されるジグザグ形状を呈している。また、各水平部１４ａの長さは同じである。また、各垂直部１４ｂの長さは、隣り合う放散ワイヤ１３の間隔とほぼ同じである。
【００２０】
このように構成された線材１４は、その水平部１４ａと放散ワイヤ１３のワイヤ部１３ａとがコネクタ１５を介して互いに固定されるようになっている。なお、図２では、コネクタ１５の図示を省略している。
【００２１】
コネクタ１５は、例えば金属製のものであり、図３（ｂ）に示すように、断面略Ｃ字形状を呈し、切欠き部分から線材１４（水平部１４ａ）およびワイヤ部１３ａを挿入後にかしめることで線材１４と放散ワイヤ１３とが互いに固定される。
【００２２】
なお、線材１４は、図２および図３（ａ）に示す形状に限定されるものではなく、図４に示すように、コ字形状の線材２４Ａ，２４Ｂを反転させながら配置し、線材２４Ａの水平部２４ａおよび線材２４Ｂの水平部２４ｂと、放散ワイヤ１３のワイヤ部１３ａと、をコネクタ２５によって固定するようにしてもよい。なお、コネクタ２５は、前記したコネクタ１５と同様に金属製のもので、かしめることによって固定することができる。
【００２３】
以上説明したように、第１実施形態に係る電荷放散器１０Ａでは、地面または建築物３に立てた金属柱２の先端から傘形状に延びる複数のアーム１２と、各アーム１２を横断するように渦巻状に配置した放散ワイヤ１３と、隣り合うアーム１２間に設けられ、放散ワイヤ１３を横断するように配置した線材１４と、を備えている。これによれば、線材１４を放散ワイヤ１３に固定することで放散ワイヤ１３の間隔が大きく変動するのを抑制することができるので、自励振動などによって放散ワイヤ１３が大きく振動して、放散ワイヤ１３が損傷するのを防止できる。
【００２４】
また、第１実施形態によれば、線材１４を、放散ワイヤ１３に平行な水平部１４ａと、放散ワイヤ１３に直交する垂直部１４ｂとが交互に形成されたジグザグ形状にすることで、線材１４を放散ワイヤ１３にかしめることによって固定する際にかしめる箇所を減らすことが可能になり、製造工程を簡略化することができる。ちなみに、第１実施形態では１箇所であるが、後記する第２実施形態では４箇所必要になる。なお、線材２４の場合も同様に、かしめる箇所を減らすことが可能になる。
【００２５】
また、第１実施形態によれば、線材１４を、放散ワイヤ１３に平行な水平部１４ａと、放散ワイヤ１３に直交する垂直部１４ｂとが交互に形成されるジグザグ形状にすることで、放散ワイヤ１３の横方向（放散ワイヤ１３のワイヤ部１３ａに沿う方向）の拘束範囲Ｒ（図３（ａ）参照）を広く確保することができるので、自励振動などによる放散ワイヤの振動をより効果的に抑制できる。
【００２６】
また、第１実施形態によれば、放散ワイヤ１３がＶ字状の突針部１３ｂを備えているので、突針部１３ｂの取付箇所を増やすことができ、放電効果を向上させることが可能になる。ちなみに、Ｖ字状の突針部１３ｂとすることにより、アーム１２を横断する放散ワイヤ１３の間隔を狭めることができるので、後記する図４に示す直線状の突針部１３ｃに比べて突針部１３ｂの取付箇所を増やすことができる。
【００２７】
本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、図５に示すように、例えば、放散ワイヤ１３の変形例として、Ｖ字状の突針部１３ｂに替えて直線状の突針部１３ｃを備えた放散ワイヤ１３Ａとしてもよい。なお、突針部１３ｃとワイヤ部１３ａとは、レーザー溶接などで互いに固定される。
【００２８】
また、前記した実施形態では、線材１４，２４を金属製の材料で形成することを例に挙げて説明したが、金属製に限定されるものではなく、剛性を有するものであれば、樹脂製のものであってもよい。また、コネクタ１５についても、金属製のものでかしめる構成に限定されず、樹脂製のもので嵌合させる構成であってもよい。
【００２９】
（第２実施形態）
図６に示すように、第２実施形態に係る電荷放散器１０Ｂは、第１実施形態に係るジグザグ形状の線材１４，２４に替えて線材３４としたものである。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、図６についても、図２と同様に、放散ワイヤ１３の図示を一部省略している。
【００３０】
線材３４は、例えば、ステンレスなどの導電性の材料で形成され、隣り合うアーム１２間において、間隔を置いて配置された放散ワイヤ１３を横断するように配置されている。また、線材１４は、隣り合うアーム１２とアーム１２との中間に位置するように配設されている。
【００３１】
図７（ａ）に示すように、放散ワイヤ１３と線材３４とが交差する部分は、金属製のコネクタ３５によって互いに固定される。このコネクタ３５は、平面視において略十字形状を呈し、一対の第１かしめ部３５ａ，３５ａと、一対の第２かしめ部３５ｂ、３５ｂと、を有し、互いに一体に形成されている。第１かしめ部３５ａ，３５ａによって放散ワイヤ１３が固定され、第２かしめ部３５ｂ，３５ｂによって線材３４が固定されるようになっている。
【００３２】
図７（ｂ）に示すように、第１かしめ部３５ａは、断面略Ｃ字形状を呈し、切欠き部分から放散ワイヤ１３を挿入した後にかしめることで放散ワイヤ１３を固定する。また、図示していないが、第２かしめ部３５ｂについても同様にして線材３４を固定する。
【００３３】
以上説明したように、第２実施形態に係る電荷放散器１０Ｂでは、第１実施形態と同様に、線材３４によって放散ワイヤ１３の間隔が大きく変動するのを抑制することができるので、自励振動などによって放散ワイヤ１３が大きく振動して、放散ワイヤ１３が損傷するのを防止できる。
【００３４】
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、図７に示すように、線材３４に替えて、放散ワイヤ４４としてもよい。この放散ワイヤ４４は、放散ワイヤ１３と同様のものであり、ワイヤ部４４ａに複数のＶ字状の突針部４４ｂを間隔を置いて固定したものである。
【００３５】
このように、放散ワイヤ４４を備えた電荷放散器１０Ｂによれば、突針部１３ｂ，４４ｂの設置領域を増やすことができるので、突針部１３ｂのみの場合よりも放電効果を向上させることができる。
【００３６】
なお、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、Ｖ字状の突針部１３ｂ，４４ｂに替えて、直線状の突針部（突出部）としてもよい。
【００３７】
また、前記した実施形態では、線材１４，２４，３４，４４がステンレスなどの金属製の材料で形成した場合を例に挙げて説明したが、金属製に限定されるものではなく、剛性を有し、放散ワイヤ１３が大きく変動するのを防止できるものであればよく、例えば樹脂製のもので構成してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１        防雷設備
２        金属柱（柱）
３        建築物（構造物）
４        接地導線（導線）
１０Ａ，１０Ｂ  電荷放散器
１１      支柱（柱）
１２      アーム
１３，１３Ａ  放散ワイヤ
１３ａ    ワイヤ部
１３ｂ，１３ｃ  突針部（突出部）
１４，２４，３４  線材
１４ａ，２４ａ，２４ｂ  水平部
１４ｂ    垂直部
１５，２５，３５  コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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